ISO 1927-5:2012

NORME ISO
INTERNATIONALE 1927-5
Première édition
2012-12-01
Produits réfractaires monolithiques
(non façonnés) —
Partie 5:
Préparation et traitement des éprouvettes
Monolithic (unshaped) refractory products —
Part 5: Preparation and treatment of test pieces
Numéro de référence
©
ISO 2012
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de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Dimensions des éprouvettes . 1
4 Appareillage . 2
5 Préparation des éprouvettes de béton . 6
5.1 Bétons denses . 6
5.2 Bétons isolants . 7
6 Préparation d’éprouvettes de matériaux moulables, argile de bouchage et pisés . 9
6.1 Matériaux moulables . 9
6.2 Mélanges plastiques .10
6.3 Matériaux de bouchage . 11
6.4 Pisés . 11
7 Traitement des éprouvettes .12
7.1 Bétons .12
7.2 Pisés et mélanges plastiques .13
8 Cuisson .14
8.1 Bétons .14
8.2 Pisés et mélanges plastiques .15
9 Rapport d’essai .17
Bibliographie .18
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 1927-5 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 33, Matériaux réfractaires.
L’ISO 1927 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Produits réfractaires monolithiques
(non façonnés):
— Partie 1: Introduction et classification
— Partie 2: Échantillonnage
— Partie 3: Caractérisation à l’état de réception
— Partie 4: Détermination de la consistance des bétons
— Partie 5: Préparation et traitement des éprouvettes
— Partie 6: Détermination des propriétés physiques
— Partie 7: Essais sur pièces pré-formées
— Partie 8: Détermination des caractéristiques complémentaires
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Introduction
Les valeurs des propriétés obtenues sur les éprouvettes sont utilisées pour évaluer l’homogénéité des matériaux
monolithiques (non façonnés). Ce sont des valeurs de référence qui ne correspondent pas nécessairement à celles
obtenues dans des applications industrielles. D’autres méthodes de préparation ou de traitement des éprouvettes
qui diffèrent de celles spécifiées dans la présente partie de l’ISO 1927 peuvent donner des valeurs différentes.
NORME INTERNATIONALE ISO 1927-5:2012(F)
Produits réfractaires monolithiques (non façonnés) —
Partie 5 :
Préparation et traitement des éprouvettes
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 1927 spécifie des méthodes de préparation et de traitement (cure, séchage et
cuisson) d’éprouvettes de produits réfractaires monolithique (non façonnés).
Les méthodes s’appliquent aux bétons denses et isolants ainsi qu’aux matériaux moulables (mélanges
plastiques et pisés) correspondant aux quatre types de composition chimique définies dans I’ISO 1927-1.
Les dimensions des éprouvettes sont spécifiées et la préparation du mélange, les méthodes de compactage,
la conservation et le post-traitement des éprouvettes sont décrits.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1927-1:2012, Produits réfractaires monolithiques (non façonnés) — Partie 1: Introduction et classification
ISO 1927-2, Produits réfractaires monolithiques (non façonnés) — Partie 2: Échantillonnage
ISO 1927-4, Produits réfractaires monolithiques (non façonnés) — Partie 4: Détermination de la consistance
des bétons
ISO 10060, Produits réfractaires façonnés denses — Méthodes d’essai pour les produits contenant du carbone
3 Dimensions des éprouvettes
Format A: longueur: 230 mm; largeur: 114 mm; épaisseur: 64 mm.
Format B: longueur: 230 mm; largeur: 64 mm; épaisseur: 54 mm.
Format C: longueur: 230 mm; largeur: 64 mm; épaisseur: 64 mm.
Format D: longueur: 160 mm; largeur: 40 mm; épaisseur: 40 mm.
La largeur de l’éprouvette, telle qu’elle est soumise à essai, doit correspondre à la hauteur lors de la préparation.
La vibration de l’éprouvette au cours de la préparation doit être enregistrée et, pour les formats C et D, la
surface de compactage doit être repérée. Pour chaque type de matériau, le choix des éprouvettes doit être
tel que défini dans le Tableau 1, à l’exception des bétons basiques denses, des matériaux moulables, des
masses de bouchage et pisés pour lesquels des éprouvettes d’un diamètre de 50 mm et d’une hauteur de
50 mm ± 1 mm sont permises et peuvent être préparées à l’aide d’un pilon. Le format C doit constituer le format
de référence pour les essais interlaboratoires.
Tableau 1 — Types de format pour les essais
Bétons Bétons denses Taille max. de grain Format B ou Format A
C ou D
< 15 mm
b
Caractérisation directe X
Autres essais X
b a
Taille max. de grain Caractérisation directe X
Autres essais X
> 15 mm
Bétons isolants X
Matériaux Pisés X
moulables
Mélanges plastiques X
a
Pour ces matériaux, les formats B et C sont préparés par découpage à partir du format A.
b
Les essais pour lesquels les résultats sont directement obtenus à partir des barreaux sans modification de dimensions sont le
module de rupture, la résistance à l’écrasement à température ambiante et la variation permanente de dimensions sous l’action de la
chaleur.
4 Appareillage
4.1 Diviseur, à compartiments, compatible avec la taille maximale des particules du produit, ou pelle pour
la méthode de quartage. La distance entre les cloisons du diviseur doit être au moins égale à 2,5 fois la taille
maximale de grain.
4.2 Malaxeur comprenant les éléments suivants.
4.2.1 Cuve. Elle doit être symétrique par rapport à l’axe A et doit avoir une capacité de 15 l à 30 l. La cuve et la
pale de malaxage (voir 4.2.2) doivent être constituées d’un matériau qui ne réagit pas avec le matériau soumis
à essai (voir Figure 1).
4.2.2 Pale de malaxage, dont la forme doit être adaptée aux dimensions intérieures de la cuve. Le rayon
parcouru doit être tel que la distance entre la pale et la paroi de la cuve et l’espace entre la pale et le fond de la
cuve soient au moins aussi grands que la taille maximale de grain du matériau. Pour les produits ayant une taille
maximale de grain inférieure ou égale à 6 mm, la distance entre la pale et la paroi doit être de 6 mm. Pour les
produits ayant une taille de grain plus élevée (jusqu’à 25 mm), la pale est utilisée de sorte qu’elle soit distante
de 25 mm de la paroi de la cuve.
La pale de malaxage doit tourner à une vitesse comprise entre 40 r/min et 65 r/min autour de l’axe A (axe de
symétrie de la cuve de malaxage), la pale tournant simultanément dans le sens opposé à une vitesse comprise
entre 120 r/min et 145 r/min autour de l’axe B (axe de symétrie de la pale).
Pour le malaxage mécanique à faible intensité des bétons isolants, la pale de malaxage doit tourner à une
vitesse comprise entre 15 r/min et 25 r/min autour de l’axe A (axe de symétrie de la cuve de malaxage), la
pale tournant simultanément dans le sens opposé à une vitesse comprise entre 50 r/min et 80 r/min autour de
l’axe B (axe de symétrie de la pale).
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A
B
Légende
1 entraînement
2 cuve
3 pale de malaxage
Figure 1 — Principe du malaxeur
4.3 Table vibrante. La table vibrante doit être plane et horizontale et doit produire uniquement des vibrations
verticales uniaxiales à une fréquence de 50 Hz. La table doit pouvoir être réglée à une double amplitude de
0,50 mm (voir l’ISO 1927-1) avec une précision de ± 0,05 mm pour l’ensemble du mode opératoire. Un réglage
automatique à la double amplitude requise doit être prévu en fonction de la masse du moule et du matériau.
4.4 Pilon pneumatique. Un pilon à air comprimé doit présenter une surface de travail plane, lisse et adaptée
à la largeur du moule, c’est-à-dire 52 mm × 25 mm pour le format B et 62 mm × 25 mm pour le format C.
La masse du pilon ainsi que sa fréquence de fonctionnement doivent être choisies de façon à obtenir la masse
volumique apparente en cru spécifiée qui doit être consignée dans le rapport d’essai.
4.5 Pilon, connu sous le nom de «sand-rammer», comprenant un moule de 50 mm de diamètre intérieur et
de 140 mm de longueur, une masse de 6,67 kg ± 50 g coulissant le long de la tige de l’appareil et réglée de
façon à parcourir une course de 50 mm avant d’engager un collier solidaire de la tige. L’extrémité inférieure de
la tige se termine par un piston dont le diamètre est inférieur de 0,3 mm environ au diamètre interne du moule
(voir Figures 2 et 3).
NOTE L’ISO 1927-3 donne une description plus détaillée de cet appareil.
Figure 2 — Pilon pour le façonnage d’éprouvettes à partir de pisés
Figure 3 — Modification du pilon pour l’essai d’ouvrabilité
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243 5
4.6 Presse mécanique de type hydraulique, équipée de moules adéquats pour le façonnage d’éprouvettes aux
dimensions requises. La presse doit pouvoir appliquer une pression minimale de 10 MPa sur la face de moulage.
NOTE II convient d’utiliser la presse mécanique uniquement pour le façonnage d’éprouvettes à partir de
mélanges plastiques.
4.7 Truelle, type langue de chat ou à lame rigide, de dimensions types 150 mm de long et 50 mm de large.
4.8 Moules étanches, démontables et étanches à l’eau. Ils doivent être constitués d’un matériau qui ne
réagit pas avec le matériau soumis à essai.
Pour le compactage au moyen du pilon pneumatique, les moules doivent être suffisamment rigides pour ne
pas gauchir pendant l’opération.
NOTE 1 L’acier ou un matériau similaire est recommandé pour résister à l’impact du pilon.
Les dimensions intérieures des moules sont déterminées par les dimensions des éprouvettes. Pendant le
compactage, les surfaces de 230 mm × 64 mm (formats A et C) et de 230 mm × 54 mm (format B) constituent
les surfaces horizontales. Un écart de ± 0,5 mm est admis sur ces dimensions. Si des moules à compartiments
multiples sont utilisés, la taille du moule doit être adaptée au nombre d’éprouvettes préparées et cela doit être
consigné dans le rapport d’essai.
Afin de remplir le moule avec un excès de matière, une rehausse est nécessaire pour tous les matériaux non
façonnés. Cette rehausse doit légèrement s’évaser vers le haut. Dans le cas des bétons, elle peut aussi assurer
la fixation du moule sur la table vibrante. Le moule, la rehausse et la fixation doivent avoir une rigidité suffisante
pour assurer que seules les vibrations induites ainsi que les fréquence et amplitude requises se produisent.
NOTE 2 Il est recommandé d’huiler légèrement toutes les surfaces intérieures du moule.
4.9 Deux balances, l’une capable de peser jusqu’à 25 kg avec une exactitude de ± 10 g, l’autre capable de
peser jusqu’à 5 kg avec une exactitude de ± 1 g.
4.10 Règle en acier, de dimensions types 500 mm × 30 mm × 5 mm, utilisée pour racler l’excédent de
matériau après le coulage.
4.11 Enceinte à humidité contrôlée, capable de maintenir une humidité relative de 90 % ou plus, et de
réguler la température entre 18 °C et 22 °C.
4.12 Étuve de séchage, équipée d’un ventilateur et munie d’ouvertures pour assurer une ventilation efficace.
4.13 Four de cuisson électrique ou à gaz, pour cuire les éprouvettes avec une répartition de température
dans la zone chaude de ± 10 °C. La vitesse de montée en température doit être programmable.
Le chauffage électrique doit constituer la méthode de référence.
4.14 Chronomètre.
4.15 Thermomètre.
4.16 Boîte en carbure de silicium, avec couvercle, dont les dimensions permettent de contenir deux ou
quatre éprouvettes (format B ou C), avec des distances approximatives de 20 mm entre les éprouvettes et
entre les éprouvettes et les parois latérales, supérieure et inférieure de la boîte. La boîte est remplie de coke
métallurgique (0,5 mm à 2 mm).
NOTE II convient que l’épaisseur des parois soit aussi mince que possible et la conductivité thermique aussi élevée
que possible pour réduire au minimum le gradient thermique.
4.17 Eau pure du réseau de qualité potable.
5 Préparation des éprouvettes de béton
5.1 Bétons denses
5.1.1 Préparation du matériau pour la mise en forme
Réduire le matériau à la quantité voulue à l’aide du diviseur à compartiments ou de la pelle (voir 4.1) de façon
à obtenir un lot de la taille voulue pour l’essai et le mélanger soigneusement avant utilisation. La taille du lot
dépend du nombre d’éprouvettes à préparer. Choisir le nombre d’éprouvettes à préparer conformément à
l’ISO 1927-2.
Au cas où plusieurs composants sont livrés séparément, mélanger d’abord avec soin chacun d’eux isolément,
puis les mélanger soigneusement tous ensemble. Avant la mise en forme des éprouvettes, maintenir le matériau
à une température comprise entre 18 °C et 22 °C pendant 24 h.
De l’eau ou un liquide spécial (nécessaire pour le mélange et fourni par le fabricant) peut être utilisé pour le
mélange. Dans le cas de l’eau, l’eau pure du réseau avec un degré maximal de dureté égal à 30° est utilisée
et sa température est maintenue entre 18 °C et 22 °C.
Déterminer la quantité de liquide, soit au moyen d’un essai de consistance conformément à l’ISO 1927-4, soit
en utilisant la quantité stipulée par le fabricant. Verser la quantité requise de matériau sec dans le malaxeur
et mélanger pendant 30 s pour homogénéiser. Ajouter le liquide avec une précision de 0,1 g pour 100 g de
substance sèche. Après avoir creusé un cratère au centre du matériau, y verser le liquide progressivement
et mettre le malaxeur en marche. Ajouter le reste du liquide en moins de 1 min. Noter la relation, E, entre la
quantité d’eau et la quantité de matériau sec (en ml/g).
Mélanger le lot pendant 2 min dans le cas de bétons conventionnels et pendant 4 min dans le cas de bétons
défloculés. Si nécessaire, arrêter le malaxeur à la moitié du temps afin de racler le matériau adhérant au
bord du malaxeur.
NOTE 1 Il convient que le temps de malaxage humide ne soit pas inférieur à 2 min ni supérieur à 8 min, selon le type
de produit ou la durée recommandée par le fabricant.
NOTE 2 Généralement les bétons défloculés demande un temps de malaxage plus long que les bétons conventionnels,
et un minimum de 4 min peut être attendu
Noter la température du lot avant la mise en forme.
5.1.2 Mise en forme des éprouvettes
5.1.2.1 Compactage par vibration
Le mélange préparé conformément aux instructions décrites en 5.1.1 est compacté par vibration. Le temps total
pour la préparation du mélange et la confection des éprouvettes ne doit pas dépasser 12 min.
Remplir le moule avec sa rehausse, vibrer le mélange en respectant le temps indiqué dans le Tableau 2. Au
cours de la vibration initiale, ajouter le matériau dans le moule de sorte que le matériau remplisse la rehausse
à la fin de la vibration.
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Tableau 2 — Temps et double amplitude pour le compactage par vibration
Matériau Type de béton Temps total de Double amplitude
vibration
min mm
Bétons denses de silice-alumine Conventionnel 1 0,50
et bétons denses spéciaux
a
Défloculé + liant 5 max. 0,50
chimique
b a
Bétons basiques denses 4 0,50
Bétons denses contenant du Conventionnel 1 0,50
carbone
a
Défloculé + liant 5 max. 0,50
chimique
a
Pour ces matériaux, il est possible d’utiliser d’autres valeurs de double amplitude après accord entre les parties; ces valeurs sont
consignées dans le rapport d’essai.
b
Pour les bétons basiques denses, il est également possible d’utiliser le pilon pour la préparation des éprouvettes (voir 6.1.2.2).
Vérifier la double amplitude de la table vibrante pendant l’opération de compactage, et réajuster si nécessaire.
Retirer la rehausse de remplissage et égaliser la surface du matériau contenu dans le moule au moyen de la
règle en acier (voir 4.10). Retirer le moule de la table vibrante.
5.1.2.2 Compactage par auto-coulage
Le mélange préparé conformément aux instructions décrites en 5.1.1 est compacté par désaérage libre. Le
temps total pour la préparation du mélange et la confection des éprouvettes ne doit pas dépasser 10 min.
Remplir le moule sans sa rehausse à une vitesse modérée de façon que le produit affleure précisément le
haut du moule. Laisser reposer sans aucun mouvement jusqu’à la prise en laissant le moule à la même place
dans l’enceinte à humidité contrôlée (voir 4.11) ou dans un sac plastique étanche à l’air dans la pièce de cure
(voir 7.1.1).
5.2 Bétons isolants
5.2.1 Préparation du matériau pour la mise en forme
5.2.1.1 Généralités
Réduire la quantité de matériau à mettre en forme à l’aide du diviseur à compartiments ou de la pelle (voir 4.1)
de façon à obtenir un lot de la taille voulue pour l’essai et le mélanger soigneusement avant utilisation. La taille
du lot dépend du nombre d’éprouvettes à préparer. Choisir le nombre d’éprouvettes à préparer conformément
à l’ISO 1927-2.
Lorsque plusieurs composants sont livrés séparément, mélanger d’abord avec soin chacun d’eux isolément,
puis les mélanger soigneusement tous ensemble. Avant la mise en forme des éprouvettes, maintenir le matériau
soumis à essai à une température comprise entre 18 °C et 22 °C pendant 24 h.
De l’eau ou un liquide spécial (nécessaire pour le mélange et fourni par le fabricant) peut être utilisé pour le
mélange. Dans le cas de l’eau, l’eau pure du réseau avec un degré maximal de dureté égal à 30° est utilisée
et sa température est maintenue entre 18 °C et 22 °C.
Lorsque le béton est compacté par vibration, déterminer la quantité de liquide au moyen d’un essai de consistance
conformément à l’ISO 1927-4. Lorsque le béton est compacté par tringlage, utiliser la quantité de liquide
recommandée par le fournisseur. Ajouter le liquide avec une précision de 0,2 g pour 100 g de substance sèche.
Verser la quantité requise de matériau sec dans une auge ou dans le bol du malaxeur à faible intensité
(voir 4.2) et mélanger pendant 30 s pour homogénéiser. Creuser un cratère au centre du matériau et procéder
conformément à 5.2.1.2 ou 5.2.1.3. Le mode de mise en forme (c’est-à-dire par tringlage ou par vibration) doit
être déterminé conformément aux recommandations du fournisseur et en accord avec l’essai de consistance
(voir l’ISO 1927-4).
5.2.1.2 Malaxage manuel (pour le compactage par tringlage ou vibration)
Verser progressivement l’eau de gâchage dans le cratère et commencer le malaxage manuel immédiatement.
Noter la relation, E, entre la quantité d’eau et la quantité de matériau sec (en ml/g).
Le temps total de malaxage manuel est de 5 min.
NOTE Le malaxage manuel est recommandé pour les agrégats légers.
5.2.1.3 Malaxage mécanique (pour le compactage par tringlage ou vibration)
Verser progressivement l’eau de gâchage dans le cratère et mettre en marche le malaxeur immédiatement.
Noter la relation, E, entre la quantité d’eau et la quantité de matériau sec (en ml/g).
Mélanger le lot pendant 2 min à 6 min, conformément aux instructions du fabricant. Si nécessaire, arrêter le
malaxeur après 2 min de temps de malaxage, afin de racler le matériau adhérant au bord du malaxeur.
5.2.2 Mise en forme des éprouvettes
5.2.2.1 Compactage par tringlage
Le mélange préparé conformément aux instructions décrites en 5.2.1.1 et 5.2.1.2 ou 5.2.1.3 est compacté par
tringlage. Le temps total pour la préparation du mélange et la confection des éprouvettes ne doit pas dépasser
10 min. La consistance du béton fraîchement gâché doit être telle qu’aucune pression ne soit nécessaire pour
obtenir une déformation, mais elle ne doit pas être assez fluide pour qu’une ségrégation puisse se produire.
Peser le moule vide, enregistrer sa masse en tant que P et noter son volume nominal V . Remplir le moule
1 m
avec sa rehausse, puis effectuer le tringlage à l’aide d’une truelle en allant de la surface jusqu’au fond du
moule. Déplacer la truelle de façon uniforme dans le moule, la spatule faisant un angle de 45° avec la paroi
latérale du moule.
Remplir à nouveau le moule avec sa rehausse et réitérer la même opération. Après le moulage, retirer la
rehausse et égaliser la surface du matériau contenu dans le moule au moyen de la règle en acier (voir 4.10).
Lisser la surface sans ajouter d’eau.
Peser le moule et enregistrer sa masse en tant que P .
5.2.2.2 Compactage par vibration
Le mélange préparé conformément aux instructions décrites en 5.2.1.1 et 5.2.1.2 ou 5.2.1.3 est compacté
par vibration. Le temps total pour la préparation du mélange et la confection des éprouvettes ne doit pas
dépasser 10 min.
Peser le moule vide, enregistrer sa masse en tant que P et noter son volume nominal V . Fixer le moule sur
1 m
la table vibrante et le remplir avec sa rehausse en place.
Régler la double amplitude de la table vibrante à 0,75 mm. La vérifier pendant le processus de compactage et
la réajuster si nécessaire.
Vibrer le mélange pendant 1 min. Pendant la vibration, verser le matériau dans le moule jusqu’à ce que le
niveau du matériau atteigne la partie supérieure de la rehausse et poursuivre la vibration jusqu’à son terme.
Retirer la rehausse et égaliser la surface du matériau co
...